面對日益嚴(yán)峻的環(huán)保形勢和國家政策的壓力,江蘇某印刷包裝公司早在2008年就開始著手對工廠的VOCs排放進(jìn)行控制。為了實(shí)現(xiàn)VOCs減排,該印刷包裝公司主要從末端治理和源頭控制兩大方面入手,標(biāo)本兼治。
末端治理主要是指安裝廢氣處理裝置,對印刷機(jī)、涂布機(jī)及復(fù)合機(jī)排出的廢氣進(jìn)行回收再利用。在包裝印刷生產(chǎn)中,由于干式復(fù)合工藝產(chǎn)生的廢氣風(fēng)量較低、濃度較高、VOCs排放成分單一,一般采用活性炭吸附+低壓水蒸氣再生回收技術(shù)、顆粒活性炭吸附+氮?dú)獗Wo(hù)再生回收技術(shù)、顆粒活性炭吸附+低壓水蒸氣再生回收技術(shù),將回收的溶劑(主要為乙酸乙酯)提純后進(jìn)行再利用。而印刷工藝產(chǎn)生的廢氣濃度較低、VOCs排放成分較為復(fù)雜,一般采用吸附回收技術(shù)(活性炭吸附+低壓水蒸氣再生回收技術(shù)、顆粒活性炭吸附+氮?dú)獗Wo(hù)再生回收技術(shù)或顆?;钚蕴课?低壓水蒸氣再生回收技術(shù))、吸附濃縮+催化燃燒技術(shù)。該印刷包裝公司根據(jù)符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的“減量化、再利用、資源化”三原則,采用了2套采用冷凝回收法工藝的溶劑回收裝置和2套蓄熱式廢氣處理裝置(簡稱“RTO”)分別安裝在SP(軟包裝)工廠和PTP(泡罩包裝)工廠。
冷凝回收法工藝路線及成本分析
1、工藝路線
(1)一級吸附階段
印刷復(fù)合過程排放的有機(jī)廢氣,通過高壓風(fēng)機(jī)加壓,首先經(jīng)過濾器過濾廢氣中雜質(zhì),然后經(jīng)冷卻器將廢氣溫度降至常溫,再經(jīng)集風(fēng)分配器分配進(jìn)入多臺一級吸附器吸附,最終使吸附后的潔凈空氣達(dá)標(biāo)排放。對排放尾氣實(shí)時監(jiān)控,當(dāng)某一臺吸附器排放超標(biāo)后關(guān)閉切換。
(2)一級脫附、二級吸附階段
脫附之前需在系統(tǒng)內(nèi)置換氮?dú)?,系統(tǒng)內(nèi)高壓風(fēng)機(jī)吹風(fēng)循環(huán),經(jīng)過高溫?fù)Q熱器升溫至170℃進(jìn)入一級脫附器,將吸附的有機(jī)溶劑解析出來后,經(jīng)冷凝器降溫進(jìn)入二級吸附器吸附,至此全部完成一級脫附、二級吸附。
(3)二級脫附階段
系統(tǒng)內(nèi)高壓風(fēng)機(jī)吹風(fēng)循環(huán),經(jīng)過高溫?fù)Q熱器升溫至170℃進(jìn)入二級脫附器,將吸附的有機(jī)溶劑解析出來后,進(jìn)入冷凝器降溫冷凝回收成液態(tài),至此全部完成二級脫附。
(4)溶劑精餾
原始回收溶劑進(jìn)入溶劑后處理設(shè)備內(nèi),通過精餾設(shè)備實(shí)現(xiàn)有機(jī)溶劑回收原液的脫酸、脫水、脫色、脫味、分離提純后,作為生產(chǎn)原料重新進(jìn)入車間使用。
2、成本分析
單位投資成本為每處理1萬風(fēng)量需150萬元(3t/天回收能力)。平均每回收1t溶劑所需成本約1086元(如表1所示)。平均每提純1t溶劑所需成本約682元(如表2所示),提純后溶劑價值(含稅)約5000元/t,回收能源利用效率達(dá)64%。冷凝回收法工藝治理效果主要技術(shù)指標(biāo)見表3。
表1回收1t溶劑所需成本
表2提純1t溶劑所需成本
表3冷凝回收法工藝治理效果主要技術(shù)指標(biāo)
綜上可以看出,冷凝回收法工藝每年產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)數(shù)百萬元,社會環(huán)保效益更是不可估量。
蓄熱式廢氣處理工藝路線及成本分析
1、工藝路線
蓄熱式廢氣處理工藝是把有機(jī)廢氣直接加熱到800℃以上,然后氧化分解成CO2和H2O。氧化后產(chǎn)生的高溫氣體通過陶瓷蓄熱體,使之升溫“蓄熱”,并用來預(yù)熱后續(xù)進(jìn)入的有機(jī)廢氣,由于陶瓷具有良好的蓄熱性,從而使?fàn)t腔始終維持在很高的工作溫度,節(jié)省了廢氣預(yù)熱、升溫的燃料消耗,處理效率達(dá)99%以上,全程無粉塵、煙塵、顆粒物等產(chǎn)生。陶瓷蓄熱體由兩個或兩個以上腔室組成,熱解后相對干凈的氣體在進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)或直接排放前需對每個腔室進(jìn)行吹掃,以保證VOCs的去除率。圖1為蓄熱式廢氣處理工藝路線。
圖1蓄熱式廢氣處理工藝路線
2、成本分析
在此舉例分析蓄熱式廢氣處理工藝的運(yùn)行成本和經(jīng)濟(jì)效益。某臺印刷機(jī)廢氣風(fēng)量約為20000Nm3/h,廢氣溫度約為40℃,廢氣濃度約為1.7g/Nm3(34kg/h),廢氣燃燒熱值約為6500kcal/kg。RTO設(shè)計風(fēng)量為22000Nm3/h,留有少量余量,設(shè)計熱效率為95%。RTO正常運(yùn)行時,處理20000Nm3/h廢氣所需的風(fēng)機(jī)電耗約為40kW,在1.7g/Nm3廢氣濃度下需消耗7m3/h天然氣,來維持設(shè)備燃燒溫度。若電費(fèi)按0.9元/kw•h、天然氣按3.5元/m3計算,則每小時的運(yùn)行費(fèi)用約為60元,費(fèi)用并不高。如果廢氣濃度在2.1g/Nm3以上,則正常運(yùn)行時不需要天然氣,燃燒器會自動關(guān)閉,所以只有風(fēng)機(jī)能耗費(fèi)用,僅為36元/h。如果廢氣濃度遠(yuǎn)超過2.1g/Nm3,則可以回收余熱。余熱既可以用來給烘箱供熱,從而節(jié)省生產(chǎn)設(shè)備的能耗,也可以用來生產(chǎn)熱水和為建筑物供暖。可見,在廢氣有較多余熱的情況下,可以充分利用余熱創(chuàng)造效益。例如,若廢氣濃度為4g/Nm3(80kg/h),則可利用的最大余熱約為500000kcal。假設(shè)利用率為60%,可回收300000kcal。印刷機(jī)械運(yùn)行所需的功率約為600000kcal(假設(shè)烘干溫度為80℃),可節(jié)約50%的能耗。如果濃度達(dá)到6g/Nm3,則可節(jié)約75%的能耗。如果采用氣-氣換熱系統(tǒng),回收的余熱產(chǎn)生的效益等于可以在兩年左右就收回設(shè)備投資。
綜上所述,該印刷包裝公司采用的有機(jī)廢氣處理技術(shù)有效控制了工廠VOCs的排放,并獲得了經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
來源:東莞市中仁環(huán)??萍加邢薰?/a>